建筑垃圾在道路工程中應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性研究

徐興保 王 斌

(招金礦業(yè)股份有限公司，山東煙臺 265400)

近幾年，隨著城市化的迅速發(fā)展，道路的建設(shè)也加快了步伐，消耗了大量的建筑原材料;同時(shí)由于舊城改造、市政搬遷、道路擴(kuò)建翻修和建筑施工等產(chǎn)生了大量建筑垃圾。根據(jù)青島市建筑垃圾的來源和數(shù)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)［1］，青島市每年建筑垃圾產(chǎn)量達(dá)160萬t～200萬t，而且以每年5% ～10%的速度增長，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。如果將建筑垃圾回收并利用到道路工程中，不但可以減少環(huán)境污染，還可降低工程造價(jià)，具有較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。研究表明，建筑垃圾中各組分的物理特性和強(qiáng)度特性［2］以及再生制品的力學(xué)性能［3］均滿足道路工程的需要，但目前對建筑垃圾的經(jīng)濟(jì)性研究較少，制約了建筑垃圾在道路工程中的應(yīng)用。

1 建筑垃圾應(yīng)用于道路工程中的經(jīng)濟(jì)效益

建筑垃圾的組成成分主要有廢棄混凝土、磚瓦、渣土和砂漿等，占到全部建筑垃圾產(chǎn)量的90%以上，根據(jù)對青島市建筑拆除垃圾和施工垃圾的調(diào)查［2］，各組分的平均含量為:廢棄混凝土32%、磚瓦33.6%、渣土和砂漿23%。下面分析建筑垃圾各主要成分在道路工程應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)性。

1.1 廢棄混凝土

大量研究表明，再生骨料基本性能及再生混凝土基本力學(xué)性能滿足普通混凝土的性能要求［4，5］，應(yīng)用于道路工程是可行的;參考再生混凝土壽命周期過程的環(huán)境數(shù)據(jù)［5］，分析再生骨料與天然骨料在能源、資源和環(huán)境三方面的差額，主要參數(shù)見表1。

表1 天然骨料與再生骨料的原燃料、能量消耗和空氣污染物排放量［6］

以青島市能源價(jià)格為參考，柴油6.4元/L，煤1 500元/t;參照我國《排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)和方法》，對每噸廢棄混凝土收取25元排污費(fèi);對污染物的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)參考空氣污染物環(huán)境價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)［7］。由表1分析可得，天然骨料與再生骨料在能源、資源和環(huán)境三方面差額為:

1)能源消耗差額:(6.45 －6.39) ×1.5+(4.54 －2.44) ×6.44=13.53 元。

2)資源消耗差額:利用1 t再生骨料將減少1 t天然骨料的開采，這部分的生態(tài)效益目前還沒有確切的計(jì)算方法。

3)環(huán)境成本差額:分析表1我們可得用1 t再生骨料代替1 t天然骨料可減少CO224.32%，SO227.2%，NOx45%，由生命周期環(huán)境成本法［8］和公式可得治理這部分有害氣體需花費(fèi):1.412 ×(7.18 ×0.023+0.05 ×8.00+0.009 ×6.00)=0.87元。其中，k為時(shí)間調(diào)整系數(shù)，k=1時(shí)為基準(zhǔn)年(根據(jù)每年的貼現(xiàn)率，確定k的值);ELi為某種環(huán)境負(fù)荷量;UECi為該種環(huán)境負(fù)荷的單位成本;i為環(huán)境脅迫種類。此外，用1 t再生骨料代替1 t天然骨料可節(jié)省25元的建筑垃圾處理費(fèi)。通過上述分析可得，用1 t再生骨料代替1 t天然骨料至少可獲得的經(jīng)濟(jì)效益為:13.53+0.87+25=39.4元，如果青島市建筑垃圾中的廢棄混凝土都得到有效利用，每年至少可獲得經(jīng)濟(jì)效益:160×0.32÷1.538 ×39.4=1 311.63 萬元。

1.2 廢磚

廢磚經(jīng)破碎篩分可作為再生細(xì)集料應(yīng)用于道路工程中。曾路春［2］研究了在粗集料選擇廢棄混凝土、細(xì)集料選擇廢棄磚的情況下，經(jīng)過合適的配比，完全可以配制出滿足強(qiáng)度和工作性能要求的混凝土。根據(jù)細(xì)粒式破碎機(jī)的產(chǎn)量0.6 m3/h與電機(jī)功率5.5 kW，分析再生細(xì)集料與天然細(xì)集料在能源、資源和環(huán)境三方面的差額，主要參數(shù)見表2。

表2 天然細(xì)集料與再生細(xì)集料的原燃料、能量消耗和空氣污染物排放量［6］

分析表2可得，1 t再生細(xì)集料代替1 t天然細(xì)集料在各方面的差額為:

1)能源消耗差額:(6.11－4.54) －1.69×1.5=7.513 元;

2)環(huán)境成本差額:1.412 ×(1.53 ×0.023+0.017 ×8.00 －0.001 2 ×6.00)=0.23 元;

3)廢棄物處理費(fèi)差額:25元。

通過上述分析可得用1 t再生細(xì)集料代替1 t天然細(xì)集料至少可獲得經(jīng)濟(jì)效益為:7.513+0.23+25=32.74元。如果青島市建筑垃圾中的廢磚都得到有效利用，每年至少可獲得經(jīng)濟(jì)效益:160×0.336×32.74=1 760.1 萬元。

1.3 渣土

我國對渣土作為道路基礎(chǔ)材料的研究比較多。溫文峰［9］研究了渣土在道路工程中的應(yīng)用，研究表明，渣土再生料替代天然粘土制作出的石灰穩(wěn)定土滿足公路工程底基層材料的要求。下面分析渣土與粘土在能源、資源和環(huán)境三方面的差額，主要參數(shù)見表3。

表3 粘土的原燃料、能量消耗和空氣污染物排放量［6］

分析表3，我們可得1 t渣土代替1 t粘土可節(jié)省能源5.9×1.5=8.85 元;節(jié)省環(huán)境治理成本1.412 ×(13.06 ×0.023+0.071 ×8.00+0.016 ×6.00)=1.36 元;節(jié)省廢棄物處理費(fèi) 25 元。即用1 t渣土代替1 t粘土至少可獲得經(jīng)濟(jì)效益:8.85+1.36+25=35.21元。如果青島市建筑垃圾中的渣土都得到有效利用，每年至少可獲得經(jīng)濟(jì)效益:160×0.23 ×35.21=1 295.728 萬元。

綜上所述，建筑垃圾各組分若得到有效利用，至少獲得經(jīng)濟(jì)效益:1 311.63+1 760.1+1 295.728=4 367.458 萬元。因此，建筑垃圾應(yīng)用于道路工程中在經(jīng)濟(jì)上是可行的。而且，除了節(jié)約能源、資源和減輕環(huán)境負(fù)荷之外，還可節(jié)省填埋場建設(shè)費(fèi)用。

2 建筑垃圾在道路工程中應(yīng)用的實(shí)例

2.1 國外建筑垃圾應(yīng)用實(shí)例

1)據(jù)美國聯(lián)邦公路局統(tǒng)計(jì)，美國現(xiàn)在已有超過20個(gè)州在公路建設(shè)中采用再生混凝土，26個(gè)州允許將再生混凝土作為基層材料，4個(gè)州允許將再生混凝土作為底基層材料。將再生混凝土應(yīng)用于基層和底基層的28個(gè)州級機(jī)構(gòu)中，有15個(gè)制定了關(guān)于再生混凝土的規(guī)范。2)在德國，再生混凝土主要用于公路工程。Lower Saxong的一條雙層混凝土的公路工程采用了再生骨料混凝土，該混凝土路面總厚度260 mm，底層190 mm厚采用再生混凝土，面層70 mm采用天然骨料配制的混凝土。

2.2 國內(nèi)建筑垃圾應(yīng)用實(shí)例

1)合寧高速公路［10］在路面維修中，舊地和就近利用廢棄混凝土再生骨料代替天然骨料配制再生混凝土用于道路，廢棄混凝土的利用率達(dá)80%，節(jié)約骨料的運(yùn)輸費(fèi)用117萬元～130萬元，節(jié)省廢混凝土占用土地費(fèi)用67萬元～75萬元。

2)在上海世博園區(qū)用HEC固結(jié)渣土［11］成功的應(yīng)用于新建道路路基加固、部分新建道路下基層和部分臨時(shí)施工通道基層，既降低了工程造價(jià)又保護(hù)了環(huán)境。

3 提高建筑垃圾在道路工程中應(yīng)用的措施

為了提高建筑垃圾在道路工程中應(yīng)用的力度，實(shí)現(xiàn)我國建筑垃圾減量化、資源化、循環(huán)化(簡稱3R原則)，必須加強(qiáng)以下幾方面的工作:

1)引入市場機(jī)制，制訂鼓勵(lì)和優(yōu)惠政策。對建筑垃圾處理廠實(shí)行減稅或免稅的政策，努力引導(dǎo)再生產(chǎn)品形成規(guī)模化生產(chǎn)，降低再生產(chǎn)品的成本。2)大力推動(dòng)建筑垃圾綜合利用技術(shù)和相關(guān)成套機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)，使工藝流程既簡單合理又減少設(shè)備費(fèi)用。3)深入理論研究，制定相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范(規(guī)程)和技術(shù)指標(biāo)，包括設(shè)計(jì)規(guī)程、應(yīng)用規(guī)范、施工和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等，保證再生混凝土工程的質(zhì)量。4)加強(qiáng)施工組織和管理工作，提高建筑施工管理水平;加強(qiáng)施工人員環(huán)保意識;推廣新的施工技術(shù)，從源頭上控制建筑垃圾的產(chǎn)生。5)嚴(yán)格環(huán)保執(zhí)法，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)督管理。要按照“污染者付費(fèi)、利用者補(bǔ)償、開發(fā)者保護(hù)、破壞者恢復(fù)”和“排污費(fèi)高于污染治理成本”的原則，提高現(xiàn)行建筑垃圾的排放收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，促使建筑垃圾減量化、資源化，走上良性循環(huán)的軌道。

4 結(jié)語

分析表明，建筑垃圾作為新型節(jié)能材料應(yīng)用于道路工程中在經(jīng)濟(jì)上是可行的。除此之外，既可減輕環(huán)境負(fù)荷，又可緩解天然骨料和粘土短缺等問題，加快生態(tài)城市和生態(tài)建筑的建設(shè)，符合節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的大方向。

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［3］姜 南.建筑渣土的基本力學(xué)性能試驗(yàn)研究［J］.山西建筑，2007，33(7):171-172.

［4］扈恩增.道路再生混凝土粗集料的路用性能研究［J］.鐵道建筑，2009(5):113-115.

［5］徐亦東，吳 萍，周士瓊.粉煤灰再生混凝土生命周期評價(jià)初探［J］.混凝土，2004(6):29-32.

［6］李 瑩.基于LAC的再生混凝土應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)型分析［D］.山東:山東科技大學(xué)，2008.

［7］萬慧文，水中和，林宗壽，等.再生混凝土的環(huán)境評價(jià)［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，25(4):17-20.

［8］畢艷霞.企業(yè)環(huán)境成本核算體系研究［D］.天津:天津財(cái)經(jīng)大學(xué)，2006.

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［10］杜 婷，李惠強(qiáng)，郭太平，等.廢棄混凝土再生骨料應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性分析［J］.新型建筑材料，2006(6):30-33.

［11］秦 健，趙建新.建筑垃圾渣土在世博園區(qū)道路工程中的應(yīng)用［J］.中國市政工程，2009，3(7):19-23.